基于深度学习的西沙永乐群岛珊瑚礁遥感信息提取

珊瑚礁是海洋生态系统的重要组成部分,对保护海洋生物多样性以及维持海洋生态平衡具有重大意义。我国南海珊瑚岛礁自然资源丰富,准确、高效地提取珊瑚岛礁信息对南海岛礁监测、管理、规划与保护具有现实意义。本研究基于我国海洋一号C卫星（HY 1C）遥感数据,对西沙永乐群岛珊瑚礁信息进行了研究与分析,提出基于HY 1C遥感数据的珊瑚礁地貌分类体系。采用全卷积神经网络U Net模型,依次通过下采样、上采样操作提取西沙永乐环礁地貌特征,实现原始影像的像素级语义分割。结果表明：基于HY 1C数据建立的地貌分类体系对活珊瑚覆盖及珊瑚生长发育条件具有指示作用,提出的基于U Net模型的珊瑚岛礁地貌信息自动提取方法,能够为我国南海珊瑚岛礁生态系统的全自动、大范围监测和评价提供相应理论基础,在珊瑚礁生态管理与评价中发挥关键作用。精度验证结果表明：U Net模型可以有效提取珊瑚礁地貌信息,采用的地貌信息提取方法具备时空泛化能力,泛化精度高于80%。     

铁还原过程对栖热腔菌Thermosipho ferrireducens JL129W03T的厌氧发酵代谢影响

本研究以分离自西北印度洋深海热液硫化物的铁还原栖热腔菌(Thermosipho ferrireducens) JL129W03T为研究对象,在以四方纤铁矿(β FeOOH)为电子受体条件下,测定了不同培养时间的细胞生长量和主要的代谢产物,并结合其基因组信息预测了主要代谢途径。结果表明,厌氧糖酵解是该菌的主要代谢途径,发酵代谢产物包括乙醇、乙酸、乳酸、丁酸和CO2。同时,该菌含有\[Fe Fe\]型氢酶,可以利用厌氧发酵过程产生的还原态铁氧还蛋白获得电子产生H2。在培养基中添加四方纤铁矿后,促进了菌株的最大细胞生长量(3.17×107 cells/mL至2.19×108 cells/mL),也促进了菌株对淀粉和纤维素的利用率(分别提高了100%和34%)。同时,培养基中添加四方纤铁矿后,菌株JL129W03的乙醇产量增加了76%,而丁酸的产量却降低了73%,对H2、乙酸、乳酸的产生影响较小。本研究对了解Thermosipho ferrireducens JL129W03T的生理代谢特点和进一步应用开发清洁能源(H2、乙醇等)奠定了基础。     

非完整表面角反射器的RCS特性研究

角反射器对雷达电磁波有极强的反射回波特性,可模拟舰船、装甲车等军事目标。金属角反射器在使用过程中因锈蚀、油污等原因造成角反射器表面破损,造成其性能严重下降。分别研究了角反射器反射面不同的破损面积和破损数量条件下雷达散射截面积(RCS)特性,金属角反射器 RCS 值随反射面破损数量增多和面积增大快速降低,可有效量化评估角反射器电磁波反射能力。     

2001—2021年黄河流域农业科技园区的时空格局及影响因素

探究农业科技园区的时空格局及影响因素对于优化园区布局、促进区域农业高质量发展具有重要意义。本文以黄河流域国家和省级农业科技园区为对象,采用标准差椭圆、核密度估计、探索性空间数据分析、空间变差函数、地理探测器模型等方法,分析了2001—2021年园区时空格局、演化特征及影响因素。结果发现：(1)农业科技园区经历了试点建设（2001—2009年）、全面推广（2010—2016年）和创新提质（2017—2021年）3个阶段。(2) 2001—2021年国家和省级园区总体分布态势逐渐一致,已经形成了河湟谷地、关中平原和黄河下游冲积平原3个主要集中分布区。(3)国家和省级园区全局关联特征表现不同,前者空间关联从随机模式向集聚模式转变,后者则一直表现为集聚模式;局部关联格局则均表现为“同向集聚增强,异向集聚减弱”的特点。(4)国家和省级园区格局演化均同时受结构性和随机性因素影响,包括产业结构水平、经济实力基础、交通便捷度、专利授权件数、农作物种植规模等主要因素,各因素间的交互作用大于单因素的作用,特别是产业结构水平与交通便捷度、经济实力基础与交通便捷度交互作用最为突出。本研究有助于丰富和完善农业科...     

环境规制能否促进黄河流域要素效能发挥？

黄河流域生态保护与高质量发展已上升为国家战略。作为经济高质量发展的微观基础,在环境约束下要素效能充分发挥就显得至关重要。根据马克思主义政治经济学,要素效能由要素质量与要素效率有机构成,前者是要素效能发挥的必然前提,后者是要素效能发挥的内在要求。基于环境规制影响要素质量与要素效率的作用机理,采用面板固定效应模型与中介效应模型实证分析了2008—2019年黄河流域环境规制对要素效能发挥的影响。结果表明：（1）环境规制通过人口集聚实现要素质量升级,通过产业结构优化促进要素效率提高,并在二者的共同作用下促进要素效能发挥。（2）环境规制与要素质量升级、要素效率提高、要素效能发挥均呈现先抑制后促进的“U型”关系。（3）环境规制对要素效能发挥的促进作用存在经济发展水平与城市规模异质性。在经济发展水平高的地区,环境规制显著促进要素效能发挥;经济发展水平较低或城市规模较小的地区,环境规制先抑制后促进要素效能发挥,二者呈“U”型关系;在城市规模较大的地区,二者关系不显著。研究结果为黄河流域从微观要素层面促进经济高质量发展指明方向,对落实黄河流域生态保护与高质量发展战略具有积极意义。     

Extraction and spatiotemporal evolution analysis of tidal flats in the Bohai Rim during 1984-2019 based on remote sensing

Tidal flats, a precious resource that provides ecological services and land space for coastal zones, are facing threats from human activities and climate change. In this study, a robust decision tree for tidal flat extraction was developed to analyse spatiotemporal variations in the Bohai Rim region during 1984-2019 based on 9539 Landsat TM/OLI surface reflection images and the Google Earth Engine (GEE) cloud platform. The area of tidal flats significantly fluctuated downwards from 3551.22 to 1712.36 km² in the Bohai Rim region during 1984-2019, and 51.31% of tidal flats were distributed near the Yellow River Delta and Liaohe River Delta during 2017-2019. There occurred a drastic spatial transition of tidal flats with coastline migration towards the ocean. Low-stability tidal flats were mainly distributed in reclamation regions, deltas, and bays near the estuary during 1984-2019. The main factors of tidal flat evolution in the Bohai Rim region included the direct impact of land cover changes in reclamation regions, the continuous impact of a weakening sediment supply, and the potential impact of a deteriorating sediment storage capability. The extraction process and maps herein could provide a reference for the sustainable development and conservation of coastal resources.     

基于路网数据和复杂图论的中国城市交通布局评价

城市化的快速发展推动了我国城市道路网的不断扩张和发展。城市道路网是一个动态、开放、自组织的空间复杂网络,构成了城市的结构框架,研究城市道路网的结构特征对路网规划和城市建设有着重要的应用价值。在国内城市道路网络结构特征的相关研究中,很少有学者基于道路走向的视角对整个城市路网结构进行研究,也缺少对全国主要城市路网的整体性评价。本文选取我国一、二线及新一线49个城市作为研究区和2020年2月的城市道路网作为实验数据,首先采用图论和玫瑰图的方法对49个城市的道路网方向特征进行可视化,定性分析城市路网的复杂结构,然后基于最值比R、道路首位度S、过阈值比T、走向顺序φ和路网密度δ等5个路网指标对49个城市的道路网进行聚类分析,从而探究我国城市路网的分布特征。结果表明,我国城市主要以南北和东西走向为城市道路的主导向,部分城市因地形的影响沿着有利于城市交通和居民生活的方向规划道路;基于路网指标的聚类得到了十字正交型、十字状向风车状扩散型、风车状向圆弧四角星扩散型和混合复杂型等4类城市道路网类型,这4类城市路网在方向分布特征上具有显著差异,突出表现在有序性和复杂性;从路网类型的空间分布来看,十字正交型和十字状向风车状扩散型路网大多分布在我国的内陆地区,而风车状向圆弧四角星扩散型和混合复杂型路网则大多分布在沿海地区。本文主要通过分析我国一、二线及新一线城市道路网的分布特征,探究了我国主要城市交通路网的布局现状,能够为城市新区道路规划和路网布局优化提供参考依据。     

Damming of large river by debris flow: Dynamic process and particle composition

The frequency and extent of debris flows have increased tremendously due to the extreme weather and the Wenchuan earthquake on May 12, 2008. Previous studies focused on the debris flow from gullies damming the mountain streams. In this paper, an equation for the run-out distance of debris flow in the main river is proposed based on the dynamic equation of debris flow at different slopes given by Takahashi. By undertaking field investigations and flume experiments, a new calculation method of the volume of debris flow damming large river is obtained. Using the percolation theory and the renormalization group theory it was deduced that the large particles should comprise more than 50% for forming a stable debris flow dam. Hence, the criteria of damming large river by debris flow is presented in terms of run-out distance and grain composition which was then validated through the event of damming river by debris flow at Gaojia gully, the upper reaches of the Minjiang River, Sichuan, China, on July 3, 2011.     

LNAPL在二维含水介质中运移规律的研究

为研究LNAPL （轻质非水相液体）污染物在均匀含水介质中的运移规律,本文建立微元模型推导出LNAPL在均匀含水介质中的对流--弥散方程。针对不同的介质模型,对二维对流--弥散方程运用差分法进行数值模拟,求其数值解。分析LNAPL污染物的运移特征,得出在均匀介质和非均匀层状介质中运移规律： LNAPL污染物在含水介质中的运移规律遵循对流--弥散方程,介质的弥散系数是影响LNAPL污染物运移的主要因素。     

山东苍峄铁矿带沟西-西官庄矿区地下水微量元素Fe~(3+)富集赋存规律

2010年以来,对研究区内水文地质背景及不同层位水质化学测试样品数据分析研究,重点阐述了微量元素Fe3+的富集与含水介质岩性、地下水的酸碱度、地层含水性和氧化还原环境的关系,认为地下水中Fe3+富集赋存的最有利的环境是变质岩类地层;碳酸盐岩和碎屑岩中水化学类型HCO3-Ca型水分布最广,碳酸盐岩的地下水中Fe3+平均含量最低;变质岩中硫酸型(包括复合型)的地下水中Fe3+的平均含量最高,对Fe3+的行为呈正相关关系。地下水中Fe3+含量赋存具以副井及其外围地区为中心高浓度分带性。